Мостовое соединение усилителя. Мостовое подключение усилителя: как увеличить мощность звуковой системы — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое мостовое соединение усилителей. Как правильно подключить усилитель мостом. Какие преимущества дает мостовое подключение. На что обратить внимание при мостовом соединении.

Содержание

Что такое мостовое подключение усилителя

Мостовое подключение усилителя — это способ соединения двух каналов усилителя для получения более высокой выходной мощности. При таком подключении один канал работает в качестве положительного полюса, а второй — в качестве отрицательного. Это позволяет увеличить напряжение, подаваемое на акустическую систему, и соответственно повысить выходную мощность.

Основные преимущества мостового подключения:

Увеличение выходной мощности в 2-2,5 раза
Возможность получения высокой мощности при низком напряжении питания
Отсутствие необходимости в разделительных конденсаторах
Снижение искажений сигнала

Как работает мостовое соединение усилителей

Принцип работы мостового подключения основан на использовании двух каналов усилителя в противофазе. Когда на один канал подается положительное напряжение, на второй подается отрицательное той же амплитуды. В результате напряжение на нагрузке (акустической системе) удваивается по сравнению с обычным включением.

Схема мостового подключения выглядит следующим образом:

Входной сигнал подается на оба канала усилителя
Один канал работает как неинвертирующий усилитель
Второй канал работает как инвертирующий усилитель
Нагрузка подключается между выходами двух каналов

За счет противофазной работы каналов напряжение на нагрузке равно сумме напряжений обоих каналов. Это позволяет получить удвоенную амплитуду сигнала.

Преимущества мостового подключения усилителя

Мостовое соединение дает ряд важных преимуществ по сравнению с обычным подключением:

Увеличение выходной мощности в 2-2,5 раза при той же нагрузке
Возможность получения высокой мощности при низком напряжении питания (актуально для автомобильных усилителей)

Снижение искажений сигнала за счет симметричной работы каналов
Отсутствие необходимости в разделительных конденсаторах на выходе
Улучшение демпфирования акустической системы

При этом мостовое включение позволяет получить более высокую мощность без увеличения напряжения питания усилителя. Это особенно актуально для автомобильных аудиосистем с питанием 12-14 В.

Как подключить усилитель мостом

Для мостового подключения усилителя необходимо выполнить следующие шаги:

Убедиться, что усилитель поддерживает мостовой режим работы
На одном канале использовать положительную клемму (+)
На втором канале использовать отрицательную клемму (-)
Акустическую систему подключить между этими клеммами
Использовать только одну пару входов для подачи сигнала

Регуляторы чувствительности обоих каналов выставить одинаково

Важно помнить, что при мостовом включении сопротивление нагрузки должно быть в 2 раза выше минимально допустимого для усилителя. Это связано с тем, что каждый канал «видит» половину реального сопротивления акустической системы.

Особенности мостового подключения 4-канального усилителя

4-канальный усилитель позволяет реализовать несколько вариантов мостового подключения:

Мостовое включение передней пары каналов
Мостовое включение задней пары каналов
Мостовое включение всех 4 каналов (2 мостовых канала)

При подключении всех 4 каналов мостом получается 2-канальный усилитель удвоенной мощности. Это позволяет, например, подключить 2 мощных сабвуфера или использовать усилитель в качестве 2-канального для фронтальной акустики.

Важные моменты при мостовом включении 4-канального усилителя:

Использовать только одну пару входов для каждого мостового канала
Выставить одинаковую чувствительность для объединяемых каналов
Учитывать удвоенное минимальное сопротивление нагрузки

На что обратить внимание при мостовом подключении

При реализации мостового включения усилителя следует учитывать несколько важных моментов:

Не все усилители поддерживают мостовой режим работы. Перед подключением обязательно нужно свериться с инструкцией.
Сопротивление нагрузки должно быть как минимум в 2 раза выше минимально допустимого для усилителя в обычном режиме.
Мощность акустической системы должна соответствовать увеличенной мощности усилителя в мостовом режиме.
Необходимо правильно выставить уровни входного сигнала для обоих каналов.
Следует использовать качественные кабели с достаточным сечением.

При соблюдении этих условий мостовое подключение позволит существенно повысить мощность звуковой системы без замены усилителя.

Подключение сабвуфера к усилителю мостом

Мостовое включение часто применяется для подключения сабвуфера, так как позволяет получить высокую мощность в низкочастотном диапазоне. Для подключения сабвуфера мостом необходимо:

Выбрать пару каналов усилителя для мостового включения
Подключить положительный контакт сабвуфера к клемме «+» первого канала
Подключить отрицательный контакт сабвуфера к клемме «-» второго канала
Настроить фильтр низких частот на усилителе
Отрегулировать уровень входного сигнала

При подключении сабвуфера важно учитывать его импеданс — он должен быть как минимум в 2 раза выше минимально допустимого для усилителя. Также нужно правильно настроить фильтр НЧ, чтобы ограничить частотный диапазон сабвуфера.

Мостовое vs обычное подключение: что выбрать

Выбор между мостовым и обычным подключением зависит от конкретной ситуации. Мостовое включение целесообразно использовать в следующих случаях:

Требуется получить максимальную мощность от имеющегося усилителя
Необходимо подключить мощный сабвуфер
Используется усилитель с низким напряжением питания (например, автомобильный)
Нужно улучшить качество звучания на низких частотах

При этом обычное подключение может быть предпочтительнее, если:

Мощности усилителя достаточно для имеющейся акустики
Требуется подключить большее количество акустических систем
Усилитель не поддерживает мостовой режим
Нужна гибкость в настройке многополосной системы

В любом случае, при выборе способа подключения нужно учитывать характеристики усилителя и акустических систем, а также требования к качеству звучания.

Мостовое подключение усилителей ⋆ Doctor BASS

Подключение усилителя мостом

Сегодня разберем такую интересную возможность увеличения мощности, как подключение усилителя мостом и как подключить 2 усилителя аналогичным способом. В таком режиме один канал работает за плюс (+) а другой за минус (-), от чего в 2-2,5 раза увеличивается мощность. Результат будет зависеть от питания системы и модели усилителя.

Чаще такой режим работы используется для сабвуфера, как для самого требовательного к мощности элемента. Подключить в мост можно как два канала усилителя, так и два отдельных моноблока.

Мостовое подключение двух каналов

Итак, для мостового подключения двух каналов одного усилителя нужно с одного взять плюс (+), а с другого минус (-). Для двух и четырех канальных усилителей схемы не отличаются.

Мостовое подключение 2х канальника

Мостовое подключение 4х канальника

В принципе, подключение усилителя мостом не сложная операция, для этого не нужно никаких перемычек или дополнительных соединений. Плюсовой провод от сабвуфера подключаете к плюсовой клемме (+) одного канала, а минусовой, соответственно, к минусовой (-) второго.

Предварительно убедитесь, что ваш усилитель поддерживает мостовое включение.

Как подключить два усилителя мостом

Master/Slave

На усилителях, предназначенных для такого соединения, имеются переключатели MASTER/SLAVE. Поэтому при мостовом подключении один из усилков будет ведущим (Master) второй ведомым (Slave), установите переключатели в этом соответствии. Именно к Master подключаются межблочные кабели (тюльпаны) от магнитолы, а от него через моно разъем сигнал передается на Slave (одинарным межблоком). Это делается для того, чтобы все настройки и управление осуществлялось с одного моноблока — с Master, то есть gain, фильтры, subsonic и т.п. будут выставляться только на нем. Не нужно брать Y разветвители, чтобы пытаться воткнуть межблочники еще и в Slave.

Если производителем заявлена работа возможность работы усилителя в мост, но нет переключателей Master / Slave, значит на нем будет сразу два гнезда с названиями, подобными — Bridge Input и Bridge Output. В таком случае, на ведущем усилителе используете гнездо Bridge Output и соединяете его с гнездом Bridge Input ведомого.

Подключение акустических проводов

Здесь будьте внимательны и ничего не перепутайте: минусовые разъемы двух усилителей соединяем между собой; далее плюс (+) Ведущего (Master) подключаем к плюсу сабвуфера, а плюс Ведомого (Slave) к минусу сабвуфера!

Да, к сабу идут два плюсовых провода, не нужно напрягаться — все правильно. Дело в том, что на вход одного усилителя подается прямой сигнал, а для второго сигнал переворачивается на 180 градусов. Поэтому на выходе одного растет положительный потенциал, а на выходе второго такой же но отрицательный. Прирост мощности происходит от того, что усилители или каналы (в случае использования одного уся) работают в пониженном сопротивлении. К примеру, если саб скоммутирован на 4 Ом, то каждый усилитель или канал работает в 2 Ом и т.д.

Важные моменты

- Убедитесь, что ваш усилитель поддерживает мостовое подключение.

- Убедитесь , что ваш усилитель или усилители поддерживают планируемое сопротивление.

- Имейте ввиду, что при подключении двух усилителей в мост у Slave может быть отключена защита. Внимательно следите за ним.

Не подключайте разные каналы/усилители отдельно к катушкам.

Простое и понятное видео, о том как подключить два усилителя в мост:

Удачных подключений!

Читать еще:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Как правильно подключить усилитель мостом? ― 130.com.ua

Подключение усилителя мостом позволяет заметно улучшить рабочие показатели и повысить мощность. При «мостовании» 2 канала объединяются в 1, что способствует снижению уровня сопротивления примерно вдвое, мощность также растет в 2-2,5 раза, так как происходит объединение возможностей каналов. В подобном режиме один из каналов работает за (+), а другой за (-). Конечно, конкретный эффект будет во многом определяться моделью используемого звукового усилителя и особенностями питания системы. Подобный вариант подключения очень часто используется при формировании автомобильных стереосистем, так как позволяет передать мощный монофонический сигнал на низкочастотный динамик (сабвуфер). Это дает возможность получить улучшенное и более насыщенное звучание басов.

Подключить мостом можно не только 2 разных канала одного 2-канального или 4-канального усилителя, но и 2 отдельно взятых моноблока. В этой статье мы разберем особенности реализации обоих вариантов.

Особенности мостового подключения автомобильных усилителей

В общем виде соединение каналов усилка в мост предполагает, что берется положительно заряженный провод сабвуфера и соединяется с положительной контактной клеммой одного канала, а отрицательный аналогично соединяется с минусовой клеммой второго канала. Ничего сложного в этой процедуре нет, при этом не потребуется делать никаких дополнительных соединений. Главное, перед подключением заранее убедиться в том, что имеющийся в наличии усилитель поддерживает мостовое соединение. Как правило, это пишут в инструкции и сопроводительной документации к устройству.

Теперь давайте рассмотрим на примере порядок мостового соединения 2-канального и 4-каналого усилителя звука.

Подключение мостом 2-канального усилителя

Тут порядок действий следующий:

Зачистите контактные провода динамика (сабвуфера) перед подключением. Это необходимо, чтобы при подключении контакт был полноценным и надежным.
Подключите динамик к усилителю, соблюдая последовательность: (+) провод динамика соединяйте с разъемом «A» (это (+) первого канала), а (-) провод динамика — с разъемом «D» (это (-) второго канала).
Для подключения провода сначала надо выкрутить винт в разъеме, затем вставить провод между клеммами разъема и как можно сильнее зафиксировать контакт, закрутив винт.

Подключение мостом 4-канального усилителя

В этом случае порядок действий практически аналогичен предыдущему, разница лишь в том, что процедуру придется проделать дважды, так как тут подключается два динамика, по одному на каждый два объединяемых в мост канала усилителя:

Зачистите контактные провода на динамиках и/или сабвуфере перед подключением. Это нужно для того, чтобы при подключении контакт был полноценным и надежным.
Подключите к усилителю сначала первый динамик, соблюдая последовательность: (+) провод динамика соединяйте с разъемом «A» (это (+) первого канала), а (-) провод динамика — с разъемом «D» (это (-) второго канала).
Теперь можно подключать второй динамик, соблюдая последовательность: (+) провод динамика соединяйте с разъемом «Е» (это (+) третьего канала), а (-) провод динамика — с разъемом «Н» (это (-) четвертого канала).
Для подключения проводки так же как и в случае с 2-канальным усилителем, сначала выкрутите винт в разъеме усилителя, вставьте провод между клеммами разъема и тщательно закрутите винт обратно. Проверьте, чтобы провод был надежно зафиксирован.

Соединение двух отдельных усилителей в мост

Если звуковой усилитель подходит и его можно соединить мостом со вторым, то на задней панели у него имеется специальный тумблер MASTER/SLAVE. Это означает, что при реализации мостового подключения первое устройство будет выступать в роли ведущего усилителя (Master), а второе — ведомого (Slave). Перед подключением надо установить на каждом переключатель в нужное положение.

Учтите, что все кабели от автомагнитолы надо будет подключать именно к тому усилителю, что будет главным. А уже потом от него, используя моно разъем, сигнал будет передаваться на второй усилитель. Это позволяет добиться удобства в процессе эксплуатации, так как позволяет осуществлять полностью настройку и управление акустической системой, используя лишь один моноблок (Master). То есть именно на нем, и только на нем пользователь будет выставлять все настройки, частотные фильтры и др. Никаких Y разветвителей для подключения ко второму усилителю (Slave) не потребуется.

Иногда усилитель не оснащается переключателем, несмотря на то, что производитель заявляет о возможности мостового соединения усилителей. В этом случае внимательно посмотрите на заднюю панель, там вы должны найти два отдельных гнезда, которые имеют подписи: Bridge Input и Bridge Output. Чтобы получить мостовое соединение, на усилителе, который будет ведущим, подключение осуществляется в выход Bridge Output, затем он подсоединяется ко входу Bridge Input на ведомом усилителе.

При соединении двух усилков мостом порядок подключения проводов должен быть следующим:

Первым делом соедините между собой (-) разъемы двух усилителей.
Затем (+) контакт от основного усилителя подключить к (+) сабвуфера, а (+) ведомого — к (-) сабвуфера.

Да, именно так, 2 положительных провода подключаются к сабу — все верно!

Связано это с тем, что на вход одного усилителя поступает прямой сигнал, а у второго происходит переворачивание сигнала на 180 градусов. Это даст необходимый эффект, так как на выходе первого за счет снижения сопротивления положительный потенциал увеличивается, а на выходе второго вы получите такой же увеличенный сигнал, но уже с отрицательным зарядом.

Важные моменты, которые следует учитывать при мостовом подключении

Перед соединением всегда надо проверять, поддерживает ли ваш усилитель вариант мостового подсоединения.
Убедитесь, что используемое устройство способно поддержать необходимое сопротивление. Тут действует очень жесткое правило: усилитель должен иметь рабочий импеданс выше допустимого для него наименьшего значения. Например, когда для вашего устройства минимальным является импеданс 2 Ом, то подключать его следует так, чтобы рабочий показатель сопротивления находился на уровне 4 Ом. Если же оно упадет ниже установленного производителем минимального значения, то устройство может просто отключиться.
Нельзя забывать о том, что если в мост соединяется два усилителя, то у ведомого (Slave) может отключаться защита. Это надо учитывать и тщательно за ним следить.
Нельзя подключать к катушкам разные каналы/усилители по отдельности.
Особое внимание нужно уделять при мостовом подключении автомобильных динамиков к 4-канальному усилителю. Иногда это может быть причиной резкого увеличения нагрузки на генератор или сабвуфер.

Теперь вы точно знаете, что делать, если хотите подключить сабвуфер мостом к усилителю или соединить мостом между собой два отдельно взятых усилителя звука. Как видим, тут все просто, и с этим разберется любой автомобилист. Если вы только планируете модернизировать аудиосистему в своем автомобиле, то в интернет-магазине 130.com.ua всегда можете купить усилитель в Киеве, Харькове и Одессе. Также при необходимости наши менеджеры помогут подобрать комплект акустики или сабвуфер.

ТОП-3 автоусилителей звука

Материалы по теме:

Мостовой усилитель / Аудиотехника / Сообщество EasyElectronics.ru

В предыдущих постах мы рассматривали структурные схемы усилителей низкой частоты и методы повышения их выходной мощности. Мы увидели, что максимальная амплитуда напряжения сигнала на нагрузке не может превысить половины напряжения питания усилителя и его выходная мощность ограничена соотношением
Pвых = (Eп / 2)² / (2 х Rн) = Eп² / (8 х Rн),
Где Eп – напряжение питания усилителя, Rн – сопротивление нагрузки (динамика).
Это огрничение вытекает из законов физики и его в рассмотренных схемах нельзя преодолеть.
Увеличить выходную мощность возможно, используя два одинаковых усилителя, работающих на одну и ту же нагрузку. Причем усилители надо включить так, чтобы один усилитель был подключен к одному ее выводу, а другой – ко второму, сами усилители должны работать в противофазе.

При этом, когда на выходе правого усилителя напряжение будет снижаться, на выходе левого – повышаться. В этом случае максимальная амплитуда напряжения на выводах нагрузки будет равна всему напряжению питания усилителей, и на ней будет выделяться мощность
Pвых = Eп² / (2 х Rн) – в четыре раза больше, чем при использовании одиночного усилителя.
Такая схема усилителя называется мостовой и позволяет при низком напряжении питания усилителя получить большую мощность.
Для обеспечения ее нормальной работы внутренняя схема стабилизации поддерживает одинаковыми постоянные напряжения на выходах усилителей, что исключает протекание постоянного тока через нагрузку.

Хочу отметить, что в этой схеме выходные транзисторы работают в более тяжелом режиме, так как ток в нагрузке в два раза больше, чем в нагрузке одиночного усилителя. Соответственно, они должны его выдержать.
В качестве фазоинвертора можно использовать либо каскад на одиночном транзисторе

либо на дифференциальном усилителе

Мостовая схема очень часто применяется в усилителях с низким (в основном, батарейным) напряжением питания. Например на нагрузке 4 Ом при напряжении питания 3 В можно получить мощность более 0,5 Вт, при 12 В – 12,5 Вт.
Такие усилители выпускаются для широкого диапазона питающих напряжений и выходных мощностей. Большим их преимуществом является отсутствие выходных конденсаторов и минимальная обвязка. Ниже приведена схема включения усилителя TDA7050 из ее Datasheet-а.

При напряжении питания 3 В он отдает 0,14 Вт на нагрузку 32 Ома (корпус DIP8 или SO8)), аналогичный усилитель TDA7052 – 1,2 Вт на нагрузку 8 Ом при напряжении питания 6 В (DIP8).
А у TDA7052А (DIP8, SO8) даже встроен электронный регулятор громкости. То же, но при больших выходных мощностях у TDA7053A (2 x 1 Вт при 6 В, DIP16) и TDA7056A (5Вт при 12 В).
Наибольшее распространение мостовые усилители получили в автомобильных приемниках, когда при низком напряжении – 14,4 В (напряжение в автомобильной сети) нужно получить большую мощность.
Например четырехканальная микросхема TDA 7385 позволяет получить по 15Вт мощности на канал при коэффициенте нелинейных искажений 1% (до 35 Вт при 10%),

а из TDA7375 можно сделать три варианта усилителей, в том числе стереоусилитель с отдельным каналом для сабвуфера

На одной из таких микросхем – TDA7374 я несколько лет назад сделал усилитель мощности, который встроил в 5” отсек компьютера, подал питание от его БП (12 В) и использовал на корпоративах. Выходной мощности 10 Вт на канал хватало вполне.

Мостовые усилители для приложений с однополярным источником питания

Добавлено 19 декабря 2019 в 19:40

Сохранить или поделиться

В данной статье описывается схема мостового усилителя и объясняется, почему она особенно удобна, когда у вас нет источника отрицательного напряжения.

Вспомогательная информация

Почему однополярный источник питания?

Существует несколько различных терминов, используемых для обозначения системы, в которой разработчик имеет доступ к шинам положительного и отрицательного напряжения: двуполярное, симметричное, с двойным источником питания, с раздельными источниками питания. Как бы вы ни хотели их назвать, они мне нравятся; аналоговые схемы являются более простыми и (на мой взгляд) более математически связными, когда уровень сигнала может опускаться фактически ниже уровня земли.

Однако неизбежный факт заключается в том, что система с двойным источником питания обычно является персоной нон-грата в мире современной электроники. Причина этого достаточно проста: для создания источника отрицательного напряжения требуются дополнительные схемы, что означает больше времени проектирования, более высокую стоимость и большие размеры печатной платы; таким образом, если системные требования могут быть каким-то образом выполнены без обращения к отрицательной шине питания, тем лучше. Альтернативой дополнительной схеме является вторая батарея; помимо того, что этот подход применим только к оборудованию с питанием от батарей, он всё же увеличивает стоимость и громоздкость, которые могут быть устранены с помощью продуманной схемы с однополярным источником питания.

Примечание. Не существует закона, утверждающего, что система с двойным источником питания должна иметь положительное и отрицательное напряжения питания, которые равны по величине (то есть симметричны). Однако симметричные источники питания являются нормой для схем усилителей, и обсуждение систем с двойными источниками питания или с раздельными источниками питания может включать предположение, что напряжения питания являются симметричными.

Мостовой усилитель

Одной вещью, которая может быть трудной в среде с однополярным источником питания, является формирование выходных сигналов переменного тока высокой мощности. Давайте посмотрим на схему, которая может помочь с этой задачей:

Рисунок 1 – Мостовой усилитель

Как видите, входной сигнал подается на две схемы на операционных усилителях, одна неинвертирующая, другая инвертирующая; резисторы выбираются таким образом, чтобы оба усилителя имели одинаковую величину коэффициента усиления. Нагрузка подключена между выходами двух усилителей; обратите внимание, что нагрузка «плавающая», то есть она не имеет прямого соединения с узлом земли. Как вы, наверное, уже поняли, мостовой усилитель приводит к увеличению напряжения на нагрузке в два раза:

Рисунок 2 – Мостовой усилитель приводит к увеличению напряжения на нагрузке в два раза

Показанный здесь стандартный мостовой усилитель не является схемой с однополярным источником питания. Оба операционных усилителя имеют входной вывод, который привязан к земле; таким образом, входной синусоидальный сигнал с привязкой к земле потребовал бы от обоих операционных усилителей формирование отрицательных выходных напряжений, и это, конечно, совершенно невозможно, когда вывод отрицательного питания операционного усилителя подключен к земле.

Версия с однополярным источником питания

Следующая схема адаптирует схему мостового усилителя к использованию однополярного источника питания:

Рисунок 3 – Мостовой усилитель с однополярным питанием

Важная особенность схемы на операционном усилителе с однополярным источником питания – это напряжение смещения, которое задает опорный уровень, равный половине напряжения питания (так же, как потенциал земли служит в качестве опорного уровня среднего напряжения питания в системах с двойным источником питания). Напряжение смещения не обязательно должно быть равно половине напряжения питания, но оно обычно выбирается таким при работе с синусоидальными сигналами, поскольку смещение, равное половине напряжения питания гарантирует, что выходной сигнал имеет одинаковые возможности раскачиваться и в «положительную», и в «отрицательную» стороны («положительная» значит выше напряжения смещения, а «отрицательная» значит ниже напряжения смещения).

Существуют различные способы смещения в схемах на операционном усилителе с однополярным источником питания. На мой взгляд, самый простой подход показан на схеме, приведенной выше: вы конфигурируете схему как инвертирующий усилитель и прикладываете V_смещ к положительному входу. Вот почему мостовой усилитель с однополярным источником питания использует два инвертирующих усилителя, тогда как стандартный мостовой усилитель использует неинвертирующий усилитель и инвертирующий усилитель.

Смещение неинвертирующего усилителя неудобно – независимо от того, применяете ли вы смещение к положительному или отрицательному входу, взаимосвязь между напряжением смещения и выходным напряжением является более сложной по сравнению с инвертирующей схемой. Кроме того, если для формирования напряжения смещения вы используете резистивный делитель, резисторы в неинвертирующем усилителе взаимодействуют с резисторами в делителе и тем самым делают вашу жизнь еще более сложной, чем она уже есть. Инвертирующая схема позволяет подключать напряжение смещения непосредственно к высокоимпедансному входному выводу операционного усилителя, и, таким образом, вы можете использовать резистивный делитель без опасений:

Рисунок 4 – Организация смещения в мостовой схеме с однополярным питанием

Наконец, вы, вероятно, заметили, что на вход одного из операционных усилителей подается не сам входной сигнал, а выходной сигнал другого операционного усилителя. Весь смысл мостового усилителя состоит в том, чтобы генерировать как инвертированный, так и неинвертированный выходной сигнал, и, таким образом, каскадное включение усилителей является простым решением проблемы наличия двух инвертирующих усилителей.

Больше напряжения → больше мощности

Есть два важных преимущества, связанных с мостовым усилителем. Первое, что мы обсудим, заключается в следующем: мостовой усилитель позволяет значительно увеличить мощность на нагрузке. На сколько больше? Что ж, мы знаем, что мгновенная мощность сигнала переменного напряжения может быть выражена следующим образом:

\[P_{нагр} = \left( \frac{V_{пик}}{\sqrt{2}} \right)^2 \times \frac{1}{R}\]

Таким образом, мощность пропорциональна квадрату пикового напряжения. Мостовая схема удваивает напряжение на нагрузке; следовательно, она обеспечивает увеличение мощности, передаваемой нагрузке, в четыре раза. Возможно, вы задаетесь вопросом – почему мы не можем просто использовать один операционный усилитель и увеличить коэффициент усиления, чтобы получить большее напряжение? Зачем беспокоиться о мостовой схеме? Это хорошие вопросы, и ответ на них следующий: мостовой усилитель обеспечивает P_нагр, превышающую в четыре раза максимальную мощность, которую вы можете достичь при заданном напряжении питания. Другими словами, мостовой усилитель особенно полезен, когда вы пытаетесь получить как можно больше мощности от вашей шины питания.

В этот век низковольтных систем вы можете обнаружить, что напряжение питания является ограничивающим фактором того, какую мощность вы можете подавать на нагрузку. Предположим, что сопротивление нагрузки является фиксированным, поэтому вы не можете увеличить мощность, уменьшив R_нагр, и давайте также предположим, что у вас имеется достаточный уровень тока, доступный от вашего источника питания. В этом случае ваш источник питания 3,3 В сдерживает вас – вы могли бы легко подать больше мощности, если бы у вас было немного большее напряжение питания. Ну, вот тут-то и появляется мостовой усилитель: та же шина напряжения, но в четыре раза большая мощность.

Не требуется конденсатор связи

Моя любимая особенность мостового усилителя заключается в том, что он позволяет устранить постоянное напряжение смещения без устранения постоянного напряжения смещения… или что-то типа того. Допустим, у вас есть динамик, который вам необходимо подключить к вашей схеме с однополярным источником питания. Все аудиосигналы имеют смещение по постоянному напряжению, которое удерживает отрицательные участки синусоиды выше уровня земли. Но сигнал, который мы посылаем на динамик, должен быть чистым переменным напряжением; постоянное напряжение смещения в аудиосигнале уменьшает динамический диапазон и способствует искажению. Эта проблема часто решается с помощью конденсатора, блокирующего постоянный ток (также называемого разделительного конденсатора), но у этого подхода есть недостатки: во-первых, конденсатор может быть достаточно большим (часто сотни микрофарад), чтобы избежать ослабления низкочастотных составляющих сигнала; во-вторых, вам нужно беспокоиться о переходных эффектах, связанных с зарядом или разрядом разделительного конденсатора, таких как артефакты типа «щелчков» и «хлопков», которые мешают воспроизведению звука.

К счастью, если у вас есть мостовой усилитель, то отпадает необходимость в разделительном конденсаторе. Дополнительная особенность инвертированных и неинвертированных сигналов такова, что постоянное напряжение смещения одного сигнала может компенсировать постоянное напряжение смещения другого:

Рисунок 5 – Компенсация напряжения смещения

Заключение

Мы рассмотрели стандартный мостовой усилитель, а также вариант, совместимый с однополярным источником питания, и обсудили два основных преимущества, предлагаемых мостовой схемой. Как один из моих профессоров однажды сказал в связи с какой-то математической концепцией, которую я не могу вспомнить, сложите ее и держите в кармане; мостовой усилитель может оказаться весьма полезным, когда вам будет необходимо подавать значительный уровень мощности сигнала переменного напряжения от низковольтной системы или системы с однополярным источником питания.

Оригинал статьи:

Аудиосистема с однополярным источником питанияАудиоусилительМостовой усилительНапряжение смещенияНапряжение смещения операционного усилителяОперационный усилитель с однополярным источником питанияОУ (операционный усилитель)Системы с однополярным источником питанияУсилитель

Сохранить или поделиться

схема подключения мостом, как подключить колонки к 2х канальному усилителю, четырехканальный к двухканальной магнитоле, настройка 4 пар динамиков с выходами

Внешние усилители предназначены для повышения громкости и качества звука, транслируемого магнитолой. Мостовое подключение 4-канального усилителя предназначено для коммутации внешних громкоговорителей и низкочастотного динамика для получения максимальной звуковой мощности. Конструкция усилителя позволяет настроить гармоничные параметры совместного звучания стандартных репродукторов и сабвуфера.

Схема подключения

В схеме подключения 4-канального усилителя требуется предусмотреть надежное питание, которое подается от положительной клеммы аккумулятора. Кабели подключаются через предохранительную вставку, номинал защитного элемента на 5-10% превышает номиналы заводских предохранителей в корпусе усилителя. Сечение кабеля подбирается по таблице в зависимости от потребляемой мощности. При использовании тонкого кабеля происходит перегрев и разрушение изоляции, приводящие к короткому замыканию и воспламенению конструкции или автомобиля.

Какую магнитолу рекомендуете покупать:Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.
Pioneer 50%, 4105 голосов
4105 голосов 50%
4105 голосов — 50% из всех голосов
Alpine 15%, 1218 голосов
1218 голосов 15%
1218 голосов — 15% из всех голосов
Kenwood 11%, 887 голосов
887 голосов 11%
887 голосов — 11% из всех голосов
Sony 9%, 705 голосов
705 голосов 9%
705 голосов — 9% из всех голосов
JVC 7%, 552 голоса
552 голоса 7%
552 голоса — 7% из всех голосов
Другую… 4%, 314 голосов
314 голосов 4%
314 голосов — 4% из всех голосов
127 голосов 2%
127 голосов — 2% из всех голосов
Mystery 2%, 125 голосов
125 голосов 2%
125 голосов — 2% из всех голосов
Prology 2%, 124 голоса
124 голоса 2%
124 голоса — 2% из всех голосов
Soundmax 1%, 84 голоса
84 голоса 1%
84 голоса — 1% из всех голосов
Всего голосов: 8241
Голосовало: 6988
13.11.2019
×
Вы или с вашего IP уже голосовали.

Отрицательный сигнал подается через соединение с болтом «массы», приваренным к панелям кузова автомобиля. На кабель одевается наконечник, который затем прижимается гайкой. На подержанных автомобилях отечественного производства рекомендуется выводить питание от минусовой клеммы батареи, поскольку коррозия на поверхности болта повышает сопротивление контакта и ухудшает питание оборудования.

Для автоматического включения усилителя используется медный кабель (сечением до 1 мм²), идущий от разъема REM головного устройства. После включения магнитолы к усилителю подается управляющий сигнал, активирующий цепи питания. Для передачи звукового сигнала применяются кабели стандарта RCA, оборудованные экраном для защиты от помех. На концы шнуров надеваются специальные металлические наконечники, обеспечивающие надежный контакт. Межблочные кабели запрещается прокладывать около силовой электропроводки из-за появления помех.

Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать … Перейти к тесту »

Головное устройство оборудовано отдельной цепью питания, кабель с красной изоляцией проводится через замок зажигания или переключатель, принудительно разрывающий цепь. В питании магнитолы предусматривается дополнительный кабель, оснащенный защитным слоем желтого цвета.

Шнур коммутируется к положительной клемме батареи, что обеспечивает поддержание встроенной памяти в магнитоле (для хранения настроек или частот радиостанций).

Допускается использование активного низкочастотника, который подсоединяется к линейному выходу на магнитоле. Второй линейный канал применяется для коммутации внешнего усилительного модуля, для подключения применяется разветвитель типа Y. Передаваемый сигнал автоматически разделяется микропроцессорным блоком управления на 4 канала (2 тыловых и 2 фронтальных).

Усилитель 1-канального типа предназначен для коммутации низкочастотного динамика, за счет уменьшения числа выходов повышена мощность оборудования. Изделия позволяют подсоединять сабвуферы сопротивлением ниже 4 Ом, в конструкции предусмотрены фильтры частот с ручной регулировкой. Допускается подключение 1-канального усилителя совместно с 4-канальным устройством.

4 колонки и 4 канальный усилитель

Чтобы подключить 4 колонки к усилителю, требуется вывести кабели, идущие от динамиков, к месту установки дополнительного оборудования. От каждого репродуктора идет 2 шнура, применяемых для передачи положительного и отрицательного сигнала. Кабели подсоединяются к соответствующим выводам фронтальных и тыловых каналов. При монтаже важно не перепутать расположение динамика и тип канала, при некорректной установке формируется смазанная звуковая картина.

Допускается подсоединять 4 репродуктора к фронтальным каналам, элементы соединяются в параллельную цепь попарно. С выхода подключается цепь динамиков, расположенных по левому или правому борту автомобиля. Перед осуществлением коммутации необходимо убедиться в возможности эксплуатации усилительного блока с нагрузкой 2 Ом на канал. Оставшиеся тыловые каналы предназначены для мостового подсоединения сабвуфера.

Еще одним способом использования 4-х канального устройства является задействование каждого канала для подключения пары громкоговорителей, имеющих суммарное сопротивление 2 Ом. Схема позволяет установить в автомобиле 8 динамиков, которые монтируются в дверях, приборной панели и полке под задним стеклом.

4 колонки и 2 канальный усилитель

Допускается подключение к 2-х канальному усилителю 4 динамиков, расположенных в передней и задней части салона автомобиля. Оптимальной схемой является включение тыловых громкоговорителей через усилительный блок, при этом фронтальная акустика подсоединяется к головному устройству. На части автомобилей рекомендуется обратная коммутация, решение принимает владелец на основе анализа звуковой картины в салоне транспортного средства.

Возможно кроссирование пары громкоговорителей правого и левого борта в параллельную цепь, которая выводится к выходу усилительного блока. При коммутации следует учитывать суммарное сопротивление катушек репродукторов и технические характеристики оборудования. При коммутации динамиков с пониженным сопротивлением возрастает нагрузка на электронные элементы усилительного блока, что приводит к повреждению двухканального устройства.

2 колонки и 4 канальный усилитель

В другую конфигурацию подключения 4-х канального усилителя входят 2 фронтальных громкоговорителя и низкочастотный динамик, который подсоединяется мостом к оставшимся выходам на тыловые репродукторы. Для снижения нагрузки на электронику рекомендуется использовать громкоговоритель, оснащенный катушкой сопротивлением 8 Ом. При работе оборудования наблюдается снижение громкости звучания при одновременном улучшении качества (из-за снижения шумов и искажений сигнала).

Минусовой сигнал к низкочастотному динамику берется с одного тылового выхода, а плюсовой — с другого. При коммутации следует проверить полярность, ошибка при соединении приводит к повреждению компонентов. Сигнальный кабель управления выводится от штекера Rem к магнитоле. Допускается использование в автомобиле 2 сабвуферов, подключенных мостом к фронтальным и тыловым выходам соответственно. Существуют низкочастотные динамики, оборудованные двойной катушкой, которые также предназначены для монтажа мостом через передний и задний каналы.

Инструкции по настройке

Настройка усилителя производится в соответствии с рекомендациями, изложенными в инструкции по эксплуатации. Для регулировки параметров применяются кнопки и поворотные переключатели, закрытые защитной панелью. Вращающиеся корректоры утоплены в корпус, что снижает вероятность случайного изменения положения. Для вращения элемента рекомендуется использовать отвертку с плоским жалом.

На корпусе оборудования установлен контрольный диод блока питания, дальнейшая настройка устройства допускается только при включении зеленой лампы. При использовании стандартных заводских настроек оборудования звуковая картина получается смазанной. Корректировка параметров позволяет выделить низкие и высокие частоты, а также снизить искажения звука.

Настройка усилителя для четырех динамиков без сабвуфера

После завершения подключения четырехканального усилителя и проверки работы электрических цепей необходимо настроить акустику по методике:

Повернуть регулятор, обозначенный как Gain или Level, до минимального положения.
При использовании стандартных дверных громкоговорителей требуется повернуть регулятор фильтра HP до максимальной позиции (обозначается на корпусе как Full). Если в автомобиле смонтирована малогабаритная акустика диаметром до 100 мм (в панели приборов или фронтальных стойках), то необходимо установить корректор в положение, соответствующее 120 Гц.
Отключить функцию усиления низких частот и выключить графический эквалайзер.
Если подключение 4х канального усилителя выполнялось с разделением по каналам, то необходимо активировать фильтры HP и LP (для высокочастотных динамиков и громкоговорителей среднего диапазона соответственно). Регуляторы выставляются в позицию, соответствующую 4 кГц.
В конструкции усилительного блока имеется переключатель Hi\Low Level, положение которого зависит от типа подсоединения оборудования к головному устройству. При подаче сигнала через акустические шнуры выставляется положение Hi. Если подсоединить оборудование к линейным выходам магнитолы, то переключатель переводится в позицию Low.
Включить головное устройство, в котором находится лазерный диск с музыкальными композициями, допускается установить сменный накопитель с записями в формате МР3 (с высоким битрейтом). Проверить положение селектора тонкомпенсации (должен быть выключен), а затем плавно выкрутить регулятор громкости до появления хрипов в звуковой картине. Аккуратно повернуть корректор назад, определяя границу появления помех.
Затем пользователь настраивает положение регулятора Gain или Level, корректировка выполняется по аналогии с регулировкой громкости звучания.
Определить громкость трансляции для тыловых каналов, сопоставляя настройки с параметрами фронтальной акустики. Если владелец автомобиля испытывает трудности с регулировкой акустического оборудования, то рекомендуется обращение в специализированный сервисный центр.

Настройка усилителя под сабвуфер и динамики

Настройка производится по аналогии с регулировкой системы со стандартной акустикой. Для обеспечения улучшенной звуковой картины рекомендуется разгрузить громкоговорители от трансляции низких частот. Мероприятие позволяет снизить ход диффузора и улучшает воспроизведение средних частот. Для регулировки применяется корректор HPF, положение потенциометра определяется пользователем на слух. Часть автовладельцев не включают корректировку HPF из-за искажения звуковой картины.

Применение усиления низких частот для сабвуфера не рекомендуется, поскольку затрагивает полосу выше 40 Гц. При использовании низкочастотного динамика с фазоинвертором включается фильтр сабсоник, который настраивается на частоту на 2-5 Гц ниже значения фазоинвертора (указывается на оборудовании).

Супра, сабвуфер, сколько колонок можно, схема двухканального, магнитоле, 1

Для повышения качества звучания магнитолы в автомобиле часто проводится установка усилителя. В продаже встречаются различные варианты исполнения подобного устройства, многие проводят мостовое подключение 2 канального усилителя по причине универсальности подобного варианта исполнения. Схема подключения двухканального устройства проста в исполнении, но при проведении работы нужно учитывать ряд рекомендаций, которые будут приведены ниже.

Что нужно

Для самостоятельного проведения работы требуются расходные материалы и инструменты. Двухканальный усилитель устанавливается при применении:

Кабеля, сечение которого не менее 2,5 мм2. Усилитель часто устанавливается в багажном отделении, поэтому потребуется большая длина кабеля. Не рекомендуется использовать низкокачественный материал, т.к. он не прослужит в течение длительного периода, может стать причиной появления помех.
Для защиты соединений и провода требуется изоляционный материал: изоляция, гофрированная пластиковая трубка.
Повысить качество соединения можно за счет применения специальных переходников. Они позволяют при необходимости провести демонтаж отдельных частей.

Какую магнитолу рекомендуете покупать:Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.
Pioneer 50%, 4105 голосов
4105 голосов 50%
4105 голосов — 50% из всех голосов
Alpine 15%, 1218 голосов
1218 голосов 15%
1218 голосов — 15% из всех голосов
Kenwood 11%, 887 голосов
887 голосов 11%
887 голосов — 11% из всех голосов
Sony 9%, 705 голосов
705 голосов 9%
705 голосов — 9% из всех голосов
JVC 7%, 552 голоса
552 голоса 7%
552 голоса — 7% из всех голосов
Другую… 4%, 314 голосов
314 голосов 4%
314 голосов — 4% из всех голосов
127 голосов 2%
127 голосов — 2% из всех голосов
Mystery 2%, 125 голосов
125 голосов 2%
125 голосов — 2% из всех голосов
Prology 2%, 124 голоса
124 голоса 2%
124 голоса — 2% из всех голосов
Soundmax 1%, 84 голоса
84 голоса 1%
84 голоса — 1% из всех голосов
Всего голосов: 8241
Голосовало: 6988
13.11.2019
×
Вы или с вашего IP уже голосовали.

При работе используются нож, мультиметр, набор отверток и некоторые другие инструменты. Усилитель размещается в багажном отделении. Для него рекомендуется приобрести или сделать пластиковый контейнер, который будет защищать устройство от влаги и загрязнений.

Прокладка проводов в салоне

Для подключения двухканального усилителя следует провести прокладку кабеля по салону. В супра и некоторых видах автомобилей крепление проводится при помощи болтов и других элементов. Основные рекомендации по проведению подобной работы следующие:

Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать … Перейти к тесту »

Предварительно проводится демонтаж всех отделочных материалов. Если после разбора оказалось, что под отделкой есть влага, то нужно проверить целостность кузова и защитить его от воды. Высокая влажность может снизить надежность системы.
Прокладка межблочного кабеля проводится в удалении от силовых. В противном случае, есть вероятность появления помех.
В местах соприкосновения кабеля с гранями рекомендуется использовать гофрированную трубку. Незначительная вибрация может стать причиной протирания изоляции.
Для включения устройства прокладывается отдельный кабель питания. Не рекомендуется проводить соединение с АКБ напрямую, т.к. есть вероятность полного и быстрого разряда.
Предусматривается установка предохранительного элемента в непосредственной близости от источника питания.

Соединение кабеля проводится при применении пайки. Предварительного рекомендуется проводить зачистку контактов.

Питание усилителя

Установка усилителя в большинстве случаев проводится в багажнике. Этот момент усложняет прокладку кабеля от источника питания. Среди особенностей отмечается следующее:

Рекомендуется использовать кабель большего сечения. Он сможет прослужить в течение длительного периода времени.
Предусматривает наличие ключа в системе.
Питание прокладывается вдали от межблочной сети. При этом, рекомендуется использовать кратчайший путь, а также уменьшить количество соединений.
В непосредственной близости от источника питания устанавливается предохранитель. Он выбирается с учетом мощности устройства, рекомендуется выбирать с запасом.

При установке предохранителя его следует защитить от воздействия окружающей среды.

Организация заземления

В инструкции по эксплуатации всех усилителей указывается то, что нужно провести заземление устройства. Рекомендации заключаются в следующем:

Используется кабель толщиной не менее 2,5 мм2. В противном случае есть вероятность того, что произойдет перегрев жилы.
Для крепления можно использовать любой крепежный элемент, расположенный в непосредственной близости.

Провод должен быть защищен от воздействия окружающей среды.

Подключение к магнитоле

Для подключения к магнитоле есть соответствующий разъем. Среди основных рекомендаций:

Сигнальный провод напоминает тюльпан. Его часто называют Input.
Жила с синей изоляцией применения для соединения с контактом REM.
Красный провод питается от напряжения 12V.

При проведении работы нужно уделить внимание тому, что, если перепутать черный и красный провод, можно спалить устанавливаемое оборудование. Поэтому нужно быть аккуратным.

Как подключить сабвуфер

Подключить сабвуфер к двуханальному усилителю просто. Для этого у применяемого оборудования есть соответствующие выходы. Рекомендации по подключению к сабвуферу следующие:

минусовая клемма подключается к левому каналу;
плюсовая служит для правого канала.

Метод называют мостовым, т.к. мощность обоих каналов суммируется. 2 саба к 1 двухканальному усилителю подключать запрещается. Если неправильно провести подключение сабвуфера, есть вероятность срабатывания защиты или перегрева устройства.

Сколько колонок можно подключить и как это сделать

Подключить к 2 канальному устройству можно только две колонки или один сабвуфер. Схема для динамиков выглядит следующим образом:

акустический кабель подсоединяется к клеммам Left и Right;
красная жила требуется для клеммы с обозначением «+», черная для «-».

Подсоединить к усилителю большее количество колонок при применении различных переходников не получится. Все соединения должны быть качественно изолированы, т.к. слишком высокая влажность может стать причиной появления коррозии и пропадания сигнала.

Мостовые усилители

Мостовое соединение усилителя — это просто использование 2 каналов усилителя для управления общей нагрузкой. Для 2-канальных усилителей один левый сигнал и один правый сигнал используются для управления нагрузкой монофонического динамика. Имейте в виду, что моно и мост не обязательно одинаковы. Моно означает, что есть только один выходной сигнал. Может быть несколько динамиков, но каждый динамик будет иметь одинаковый выход. Мостовое соединение означает, что вы используете более одного источника питания для управления нагрузкой (динамиком).Источниками питания являются независимые каналы усилителя.

Чтобы соединить усилители, которые имеют сигнал только на положительных клеммах громкоговорителей, если вы хотите подключить два канала к одной нагрузке, вы должны использовать некоторые средства для инвертирования сигнала на одном канале (помните старые «мостовые модули» для усилителей Orion?) , Современные мостовые многоканальные усилители (2 или более независимых канала) имеют инвертированный канал или встроенный переключатель (для инвертирования выходного сигнала усилителя) как часть их конструкции для обеспечения возможности моста.Для многих усилителей левый положительный и правый отрицательный являются выходными сигналами. Некоторые используют левый отрицательный и правый положительный. Моноусилители, имеющие только один канал, должны иметь возможность инвертировать сигнал на выходе усилителя. Чтобы соединить два моноусилителя, вы инвертируете выход одного из двух усилителей и подключаете выход одного усилителя к положительной клемме динамика, а другой усилитель — к другой клемме динамика.

Примечание:
Прежде чем мы продолжим, позвольте мне сказать следующее… Нет необходимости соединять многоканальный усилитель, чтобы он производил максимальную мощность. Мостик — это просто один из вариантов. Если усилитель имеет стереостабильность 2 Ом (и, следовательно, стабильность моно 4 Ом), он будет выдавать такую же мощность на стереозагрузку 2 Ом, как и на моно нагрузку 4 Ом.

Многие люди считают, что им необходимо подключить каждый свой многоканальный усилитель (обычно стабильный стереофонический 2 Ом или стабильный моно 4 Ом) в конфигурации 2 Ом моно. Обычно это те же люди, которые владели (и уничтожили) множество усилителей.Это связано с тем, что очень немногие усилители (особенно усилители класса A / B) способны безопасно управлять моно нагрузкой 2 Ом. Причина, по которой 2-омная моно конфигурация опасна для большинства многоканальных усилителей, будет рассмотрена немного позже.

Как было сказано ранее, соединение с соединением усилителя просто означает использование двух выходных клемм, на каждой из которых есть сигнал (обычно по одному от левого и правого каналов усилителя). Обычно это делается для увеличения выходной мощности динамика или использования обоих каналов стереоусилителя, если у вас только один низкочастотный динамик.

Чтобы полностью понять, как усилители соединяются мостом, мы должны сначала рассмотреть «фазу» применительно к усилителям звука. На следующей диаграмме показаны 3 синусоидальные волны, которые в разной степени не совпадают по фазе друг с другом.

Как видите, первая форма волны является эталонной. У вас должна быть ссылка, иначе термин «фаза» не имеет значения. На приведенной выше диаграмме средний сигнал сдвинут по фазе на 90 градусов по отношению к обоим другим сигналам. Третий сигнал составляет 180 градусов по фазе относительно опорного сигнала и 90 градусов по фазе по отношению к средней форме волне.На приведенной ниже диаграмме показаны фазовые углы в другом типе иллюстрации.

На следующей диаграмме показано, как форма волны соотносится с 360 градусами полного круга (один полный цикл формы волны).

На диаграмме B:

Потенциал формы волны (напряжения) находится на (равной) землю (ссылка), который, в данном случае, является такой же, как «0» градусов. Мгновенное напряжение увеличивается, когда форма волны приближается к 90 градусам.
В этот момент форма волны прошла 90 из цикла в 360 градусов.Это точка максимального мгновенного напряжения для синусоидального сигнала. После прохождения этой точки против часовой стрелки напряжение начинает падать. Обратите внимание, что в этот момент динамик будет вынужден находиться на максимальном расстоянии от точки покоя. Для большинства динамиков, если этот сигнал был применены к положительному полюсу динамики и отрицательного полюс были подключены к опорному (земле), динамик будет вытеснен из коробки.
В точке c мгновенное напряжение возвращается к эталону, и мы прошли 180 из полного цикла в 360 градусов.Если в этот момент другая синусоида той же частоты начнется с точки «А», она будет сдвинута по фазе на 180 градусов по отношению к исходной форме волны. В этот момент оратор (упомянутый выше) должен вернуться в точку отдыха.
Это 270 градусов по циклу. Вы можете видеть, что напряжение находится в самой низкой точке (на самом деле это максимальное отрицательное мгновенное напряжение). В этот момент динамик будет втянут. Напряжение начнет расти по мере прохождения через эту точку.Когда форма волны достигает точки «А», начинается новый цикл.

На этой диаграмме показаны 2 формы волны и ссылка на цикл 360.

На этой диаграмме показаны две синусоидальные волны, сдвинутые по фазе на 180 градусов.

На диаграмме ниже представлены 2 синусоидальные волны. Первая форма волны — это «нормальная» синусоида. Нижний сигнал «перевернут» или сдвинут по фазе на 180 градусов относительно «нормального» сигнала. В двухканальном (левом и правом) мостовом усилителе один выход находится в фазе с входным сигналом, а другой канал инвертирован.В большинстве мостовых усилителей, особенно в усилителях американского производства, левый плюс имеет синфазный сигнал, а правый минус инвертированный.

На следующем изображении вы можете видеть, что обе отрицательные клеммы на немостовом усилителе идут к контрольной точке внутри усилителя. Это означает, что на этих соединениях нет сигнала. Во многих усилителях опорный сигнал фактически является «землей». Вы также увидите, что на обеих положительных клеммах есть нормальный (неинвертированный) сигнал.

В отличие от этого …
Левый канал мостового усилителя настроен точно так же, как левый канал без моста , но правый канал мостового усилителя — это то место, где вы увидите разницу. Обратите внимание, что на правом отрицательном есть сигнал, также обратите внимание, что сигнал инвертирован (перевернут вверх ногами).

На следующей схеме вы можете увидеть динамик, подключенный в нормальной конфигурации, и другой динамик, подключенный в мостовом режиме.Вы можете видеть, что пиковое напряжение, доступное для обычного динамика, составляет 1/2 напряжения, доступного для мостового динамика (между точками A и B). Для нормального подключения используется 1 сигнальный провод и опорный вывод (земля). В динамике с мостовым подключением используются 2 сигнальных провода. Поскольку напряжение, доступное для мостового динамика, удваивается (между точками C и D), мощность, подаваемая на динамик, может быть в четыре раза больше, чем при обычном подключении (помните, что P = E ² / R).

Refresher:
Помните, что напряжение переменного тока на звуковой катушке динамика — это то, что определяет количество мощности, рассеиваемой звуковой катушкой (и, в конечном итоге, какое звуковое давление будет производить динамик).Другими словами, чем больше напряжения подается на динамик, тем громче звук в динамике. Если одна клемма динамика подключена к контрольной точке, которая не имеет сигнала (обычно называемой землей, обозначенной красной линией), а другая клемма динамика подключена к сигнальному выводу (выход динамика) усилителя, вы будете только возможность получать половину общего напряжения источника питания на динамик в любой момент времени.

Поймите, что говорящий должен двигаться одинаково в обоих направлениях от точки покоя.Если выходное напряжение источника питания усилителя составляет 40 вольт или 20 вольт с «землей» в качестве эталона, максимальное мгновенное напряжение, которое может быть приложено к клеммам динамика без моста, составляет 20 вольт. Что ж, это было бы правдой, если бы компоненты усилителя были на 100% эффективны. В реальном мире выходное напряжение будет несколько ниже из-за неэффективности, но сейчас мы не будем беспокоиться о неэффективности. А пока предположим, что на динамик может подаваться полное напряжение источника питания (положительное или отрицательное).Если вы вспомните раздел, посвященный закону Ома, вы поймете, что усилитель может выдавать только 100 Вт (пиковая мощность) на динамик 4 Ом.

P = E * E / R
Мощность = (напряжение на динамике * напряжение на динамике) / (сопротивление динамика)
Мощность = (20 * 20) / 4 Ом
Мощность = 100 Вт

НОТА:

Я использовал сопротивление вместо импеданса, потому что в этом примере импеданс значительно усложнил бы ситуацию.
Даже при 100% КПД усилителя среднеквадратичная мощность будет только 1/2 указанной выходной мощности.100 Вт — пиковая мощность.

Теперь, что, если у вас есть только , одиночный динамик 4 Ом и 2-канальный немостовой усилитель с достаточной выходной мощностью по току для управления нагрузкой 2 Ом на каждом из его выходных каналов? Вы знаете, что усилитель может выдавать НАМНОГО больше (а также максимальную) мощность на четыре 4-омных динамика (что равняется нагрузке 2 Ом на канал), но максимальная мощность не будет выдаваться на один 4-омный динамик на одном выходной канал (т.е.е. влево или вправо). Чтобы обеспечить максимальную мощность одного динамика 4 Ом (без увеличения напряжения шины), вы можете просто инвертировать сигнал на один канал и подключить динамик к усилителю. Вот почему в некоторых старых усилителях использовался «мостовой модуль» (он инвертировал сигнал, идущий на один канал). При разработке усилителя очень легко инвертировать один канал, и это делает усилитель более универсальным. Когда один канал инвертирован, это выходное напряжение имеет ту же величину, что и «нормальный» канал, но имеет противоположную полярность (как показано фиолетовой и желтой линиями на следующей диаграмме).

В любой момент времени, если выходное напряжение нормального канала положительное, выходное напряжение инвертированного канала отрицательное, и наоборот. Инвертированный канал в основном является зеркальным отображением нормального канала. Теперь вспомните этот динамик на 4 Ом и тот факт, что мощность, рассеиваемая в его звуковой катушке, определяется напряжением на его выводах. С мостовым усилителем один из выводов динамика будет подключен к нормальному выходному каналу (фиолетовая форма волны), а другой вывод динамика будет подключен к инвертированному каналу (желтая форма волны) усилителя.Это позволяет получить полное напряжение питания на динамике. Помните, мы не беспокоимся о неэффективности усилителя. По следующей формуле вы можете увидеть, что мощность, поступающая на динамик, намного больше.

P = E * E / R
Мощность = (40 * 40) / 4 Ом
Мощность = 400 Вт

Вы видите, что это значительно больше мощности! (100 Вт без моста и 400 Вт без моста)

ОЧЕНЬ ВАЖНО…

Если мостовой усилитель рассчитан на управление минимальной нагрузкой 4 Ом на на каждые его каналов, он БУДЕТ терпеть неудачу, если вы попытаетесь управлять мостовой нагрузкой 4 Ом.Если у вас есть усилитель, рассчитанный на управление стерео нагрузкой 2 Ом (2 Ом на каждый канал), он сможет управлять только мостовой нагрузкой 4 Ом (или выше). 2-омная мостовая моно нагрузка, скорее всего, выйдет из строя. Слишком много людей думают, что все большие усилители могут управлять нагрузками с низким сопротивлением. Как правило, только усилители, предназначенные для сильноточного питания и класса D, могут управлять нагрузками с низким сопротивлением. Даже усилители класса D имеют ограничение по наименьшему импедансу, и при мостовом соединении со вторым усилителем номинальное полное сопротивление в 2 раза превышает номинальное сопротивление при нормальной работе (без мостового соединения со вторым усилителем).

2 Ом стерео против 4 Ом моно нагрузки

Кажется, есть некоторая путаница относительно того, почему 4-омная моно и 2-омная стерео нагрузка одинаковы в отношении усилителя. Когда два динамика с сопротивлением 4 Ом подключены к каждому каналу 2-канального усилителя, усилитель способен управлять динамиками с половиной общего напряжения источника питания. Если у усилителя есть источник питания, который выдает плюс или минус 20 вольт, он не сможет управлять динамиками по одному каналу с напряжением более 20 вольт в любой момент времени.Если у нас есть нагрузка 2 Ом на каждый канал, в самой высокой точке сигнала усилитель подаст 20 вольт на нагрузку динамика. Помните, что для этого примера мы рассматриваем только один момент времени. Если вернуться к закону Ома …

I = V / R
I = 20/2
I = 10 ампер

Если мы возьмем один динамик на 4 Ом и подключим его к тому же усилителю, усилитель сможет подавать на динамик вдвое большее напряжение. Это связано с тем, что в то время как одна клемма динамика приводится в положительное положение (в сторону положительной шины), другая клемма движется в сторону отрицательной шины.Это позволит приложить все напряжение источника питания к звуковой катушке динамика. Теперь он сможет управлять динамиком 4 Ом с помощью 40 вольт вместо 20 вольт в предыдущем примере. Вернемся к закону Ома …

I = V / R
I = 40/4
I = 10 ампер

Через выходные транзисторы протекает одинаковое количество тока вне зависимости от того, работает ли усилитель с моно нагрузкой 4 Ом или стерео нагрузкой 2 Ом. Что касается усилителя, то это одинаковая нагрузка.

ПРИМЕЧАНИЕ:
Некоторые люди говорят, что когда усилитель подключен к нагрузке 4 Ом, он «видит» нагрузку 2 Ом.Хотя верно, что один и тот же ток течет независимо от того, подключен ли усилитель к нагрузке 4 Ом или стереозагрузке 2 Ом, усилитель управляет нагрузкой 4 Ом на своих выходах. Один динамик на 4 Ом никогда не может быть нагрузкой 2 Ом.

Почему 2-омная моно нагрузка может повредить ваш усилитель

Как было сказано ранее, нагрузка моно на 4 Ом совпадает с нагрузкой стерео на 2 Ом в отношении усилителя. На следующей диаграмме конфигурация «x» показывает стерео нагрузку 2 Ом.Конфигурация «y» показывает моно нагрузку 4 Ом. Если оба усилителя работают с одинаковым выходным уровнем, ток, протекающий через выходы, будет одинаковым. В конфигурации z мы добавили еще один динамик на 4 Ом, подключенный к усилителю. Это означает, что нагрузка увеличилась вдвое, что означает, что импеданс конфигурации «y» составляет только половину.

Помните, что сопротивление / импеданс — это оппозиция потоку электрического тока. Усилитель зависит от достаточно высокого импеданса, чтобы ограничить ток, протекающий через выходные транзисторы, когда усилитель подает на нагрузку полное напряжение шины.Когда нагрузка снижается до 2 Ом моно, как в конфигурации z, ток, протекающий через выходные транзисторы, удваивается (4 Ом моно против 2 Ом моно). Максимальный безопасный выходной ток усилителя может быть лишь немного выше, чем необходимый для управления нагрузкой 4 Ом моно или 2 Ом. Когда усилитель пытается управлять 2-омным моно при полном напряжении шины (40 вольт), безопасная рабочая зона транзисторов (более чем вероятно) будет превышена. Имейте в виду, что мы говорим о наиболее распространенных типах усилителей, которые рассчитаны на нагрузку 2 Ом или выше на канал (2-омные стереостабильные и 4-омные моностабильные усилители).Существуют усилители (сильноточные усилители), которые предназначены для управления нагрузками с низким сопротивлением. В этих усилителях больше транзисторов и усиленных компонентов, чтобы выдерживать повышенный ток через выходные транзисторы.

Усилители мощности в мостовом режиме

Во-первых, некоторая справочная информация.

Максимальное положительное и отрицательное напряжение усилителя мощности ограничено пределами источника питания, то есть его шинами напряжения. Усилитель может выдавать на своем выходе такое большое количество вольт как положительного, так и отрицательного. Аудиосигнал по существу колеблется между положительным и отрицательным источниками внутри усилителя мощности. Эти шины напряжения также называют источником постоянного тока. Напряжение питания постоянного тока в CS®400X составляет +/- 52 В постоянного тока; в CS-800X +/- 74 В постоянного тока; в CS-1000X +/- 82 В постоянного тока; а в CS-1200X +/- 86 В постоянного тока.Каждый из этих усилителей CS-X может генерировать непрерывный устойчивый синусоидальный уровень сигнала, который находится где-то в диапазоне 55-58% ниже номинального значения его шин постоянного напряжения. Мощность (в ваттах) равна напряжению, производимому самим усилителем, и деленному на номинальную нагрузку динамика.

W = V x V / R

Теперь, когда текущая серия Peavey CS-X может выдавать полную номинальную мощность на двухомную нагрузку в стереорежиме, каждая из этих моделей может выдавать еще больше мощности в мостовом режиме в четырехканальном режиме. Ом нагрузка.

При работе серии CS-X в моно мостовом режиме вы можете думать о канале A как о шине положительного напряжения усилителя, а о канале B как о шине отрицательного напряжения. Хотя на самом деле это не так, это удобно упростить, так как положительный вывод динамика подключен к красной клеммной колодке канала A, а отрицательный вывод динамика подключен к красной клемме привязки канала B. В режиме мост-моно соединение с черными клеммами на канале A или канале B не выполняется.

В качестве примера давайте посмотрим, как мы можем улучшить характеристики типичной звуковой системы, используя усилители мощности в мостовом режиме. Предположим, ваша звуковая система включает в себя два корпуса громкоговорителей Peavey SPTM 2XT, питаемых от одного усилителя CS-800X. Каждый из SP-2XT представляет собой корпус на восемь Ом, и каждый из них будет получать мощность 260 Вт. Если вы делаете звук в моно, вы можете перевести CS-800X в режим мост-моно для питания обоих SP-2XT, подключенных параллельно через два красных клеммных зажима усилителя.CS-800X теперь будет производить 1200 Вт общей мощности или 600 Вт для каждого из SP-2XT. Теперь у вас будет увеличение SPL (уровень звукового давления) примерно на +3,6 дБ. Как правило, вам придется удвоить количество корпусов, чтобы получить увеличение уровня звукового давления на +3 дБ. Я только что показал вам, как получить увеличение производительности более чем на +3 дБ без увеличения стоимости.

В качестве другого примера предположим, что у вас есть одна из этих двух систем: (a) два SP-4XT и одна CS-800X, или (b) два DTHTM 4 и одна CS-1000X.Если вы добавите еще один усилитель мощности к любой из этих двух систем и будете использовать оба усилителя в мостовом режиме, вы увеличите свои финансовые вложения на 33%, но общая доступная мощность системы увеличится на 285%, а максимальное значение SPL увеличится. будет лучше, чем +4,5 дБ.

Если это вас до сих пор интересует, позвольте мне объяснить, как работает режим моста, чтобы вы могли понять приложение, включающее массив из трех громкоговорителей, питаемый от одного CS-X. Выше я сказал, что канал A можно рассматривать как шину положительного напряжения, а канал B — как шину отрицательного напряжения (рис. 1).Что ж, это немного сложнее. Чтобы проиллюстрировать, что именно происходит, я собираюсь разбить каждый канал типичного стереоусилителя на два основных компонентных каскада. Первый этап мы будем называть самым первым этапом усиления, а второй этап — это все остальные компоненты каналов.

Когда самый первый входной каскад усиливает входной сигнал, вы получаете определенное усиление сигнала, а также изменение фазы (полярности) на 180 градусов.Когда усилитель переключается в мостовой режим, сигнал на выходе первого каскада усиления канала A ослабляется (уменьшается усиление), так что он находится на точном уровне, который был впервые введен в канал A, и затем он становится входом канала B. Если первый каскад канала А имеет коэффициент усиления 10, то противофазный выходной сигнал этого первого каскада ослабляется до 1/10 его значения. Затем переключатель мостового режима отправляет этот сдвинутый по фазе сигнал на вход B-канала.Теперь каждый канал идентичен по уровню, но противоположен по полярности. Если мы подключим громкоговоритель к выходу канала A, а другой динамик — к выходу канала B, два динамика будут двигаться в противоположных направлениях, поскольку два канала не совпадают по фазе друг с другом.

Однако при работе в мостовом режиме мы фактически подключаем нагрузку между двумя красными клеммами каналов A и B. В то время как канал A перемещает такое же количество вольт положительной полярности, канал B перемещает такое же количество вольт отрицательной полярности.Когда канал A принимает отрицательное значение, канал B принимает положительное значение на такое же напряжение. Громкоговоритель не знает, что он подключен между двумя красными клеммами, поэтому он реагирует на разницу в электрическом потенциале (напряжении) между своими красными и черными входными клеммами. Когда канал A перемещает +10 вольт, канал B одновременно перемещает -10 вольт, и громкоговоритель видит 20-вольтную разность потенциалов между двумя его выводами. Другими словами, положительный вывод динамика (красный) на 20 вольт больше положительного, чем его отрицательный (черный) вывод.

Некоторые люди, которые не понимают работы в мостовом режиме, переводят усилитель в мостовой режим и затем подключают два динамика, по одному на каждый канал. Два динамика теперь работают в противофазе, и басовая характеристика значительно снижена из-за того, что два динамика расположены напротив друг друга. Много лет назад некоторые усилители мощности были оснащены переключателем, который соединял (параллельно) входы усилителей. Это позволило вам управлять двухканальным усилителем в монофоническом режиме с одним и тем же входным сигналом, не соединяя входы двух каналов вместе.Однако это не тот случай, когда стереоусилитель работает в мостовом моно режиме.

Теперь, когда вы понимаете работу в мостовом режиме, я расскажу о приложении, которое использует усилитель CS-X в мостовом режиме для управления тремя громкоговорителями в одном массиве.

В таких помещениях, как церкви или зрительные залы, где желателен единственный источник звука, обычным подходом является использование массива громкоговорителей, пролетая непосредственно над передним краем сцены или помоста святилища. Для помещений, длина которых вдвое больше их ширины, одиночная система громкоговорителей может не иметь достаточного горизонтального покрытия, чтобы охватить все сиденья слева и справа в схеме звукового сигнала.

В современных акустических системах используются высокочастотные рупоры с постоянной направленностью, которые демонстрируют однородную частотную характеристику в пределах своих углов охвата. Эти рупоры постоянной направленности (CD) являются лучшими инструментами для точного воспроизведения высокочастотной информации. Однако эти рупоры компакт-дисков не следует размещать рядом, так как они могут перекрываться по углам покрытия. Если два из этих рупоров компакт-диска могут сильно перекрываться, их выходной сигнал будет уменьшен непосредственно на оси между двумя рупорами на некоторых частотах.Предполагается, что трапециевидные коробки минимизируют перекрытие этих рогов. Однако многие из этих боксов имеют трапециевидные углы, меньшие, чем углы охвата их высокочастотных рупоров с постоянной направленностью. Следовательно, если вы плотно упакуете трапециевидные корпуса, у вас все равно будет сильное перекрытие высокочастотных рупоров, что приведет к уменьшению высокочастотного выхода. Часто коробки необходимо раздвинуть дальше друг от друга, чтобы минимизировать перекрытие.

В аудиториях, где требуется покрытие как для ближних, так и для дальних сидений, вы можете обратиться в комнату с двумя наборами громкоговорителей.Ближайшие места находятся в ближнем поле, а дальние места, конечно же, находятся в дальнем поле. Вы можете решить проблему избыточного перекрытия и при этом удовлетворить требования ближнего и дальнего поля, используя массив из трех громкоговорителей. В моем примере я собираюсь использовать три корпуса HDHTM 244T. Три динамика размещены в центре, прямо над передним краем сцены или платформы святилища. Центральный HDH-244T летит правой стороной вверх, рог наверху и имеет к нему некоторый угол вниз.Затем два внешних динамика HDH-244T переворачиваются вверх дном, их рожки находятся внизу и имеют больший угол вниз. У большинства кожухов Peavey угол наклона вниз на 20-25 градусов больше, чем у центрального динамика.

Во многих помещениях, таких как церкви и зрительные залы, где желателен единственный источник звука, обычно используют массив громкоговорителей, пролетая непосредственно над передним краем сцены или помоста святилища. Некоторые комнаты имеют соотношение сторон, при котором они в два раза длиннее, чем их ширина, и, возможно, одна акустическая система не будет иметь достаточного горизонтального покрытия, чтобы включать все сиденья слева и справа в форме рупора.

Современные акустические системы используют высокочастотные рупоры с постоянной направленностью, которые демонстрируют однородную частотную характеристику в пределах своих углов охвата. Постоянная направленность или CD-рожки — лучший инструмент для точного воспроизведения высокочастотной информации. Однако эти рупоры компакт-дисков не следует размещать рядом, так как они могут перекрываться по углам покрытия. Если два из этих рупоров компакт-диска могут сильно перекрываться, их выходной сигнал будет уменьшен непосредственно на оси между двумя рупорами на некоторых частотах.Частично обоснование использования трапециевидных коробов заключается в том, что они должны минимизировать перекрытие этих роговых рисунков. Однако факт, что многие трапециевидные коробки имеют трапециевидные углы, которые меньше, чем углы охвата их высокочастотных рупоров с постоянной направленностью.

Следовательно, во многих коробках, если вы плотно упаковываете трапециевидные корпуса, вы все равно будете иметь сильное перекрытие высокочастотных рупоров, что приведет к уменьшению высокочастотного выходного сигнала непосредственно на оси.Часто коробки необходимо раздвигать дальше друг от друга, чтобы свести к минимуму перекрытие рогов.

Во многих аудиториях, где требуется покрытие как для ближнего, так и для дальнего поля, вы можете обратиться к комнате с двумя наборами громкоговорителей. Ближайшие места находятся в ближнем поле, а места, конечно же, в дальнем поле. Вы можете решить проблему чрезмерного перекрытия и при этом удовлетворить требования ближнего и дальнего поля, используя массив из трех громкоговорителей. В моем примере я собираюсь использовать три корпуса HDH-244T.Три динамика будут размещены в центре, прямо над передним краем сцены или платформы святилища. Центральный HDH-244T будет лететь правой стороной вверх, с рогом наверху, и он будет иметь некоторый угол к нему вниз. Тогда два внешних динамика HDH-244T будут перевернуты вверх ногами, их рожки будут внизу, и у них будет больший угол вниз. У большинства наших корпусов Peavey этот угол вниз на двадцать — двадцать пять градусов больше, чем у центрального динамика.

Теперь громкоговорители должны быть правильно «расположены», но мы должны сделать что-то, чтобы центральный громкоговоритель действительно заботился о сиденьях Far Field. Закон обратных квадратов гласит, что звук, исходящий из громкоговорителя, уменьшается по уровню прямо пропорционально обратному квадрату расстояния от источника. Звук, исходящий непосредственно из динамика, называется прямым полем. Закон обратных квадратов можно упростить, если связать его со шкалой в децибелах. Прямое поле, исходящее от громкоговорителя, падает или уменьшается со скоростью -6 дБ каждый раз, когда вы удваиваете расстояние от громкоговорителя.Поэтому в нашем приложении, чтобы громкоговоритель дальнего поля обеспечивал адекватное покрытие, громкоговоритель ближнего поля должен быть понижен по уровню на -6 дБ, чтобы громкоговорители дальнего поля могли иметь шанс обеспечить надлежащий уровень для самые дальние места.

Также, если уровень динамиков ближнего поля не снижен, усиление всей системы до возникновения обратной связи будет ограничено самими динамиками ближнего поля, потому что динамики ближнего поля будут реагировать на открытые микрофоны, вызывая срабатывание системы. обратная связь до того, как громкоговорители дальнего поля смогут достичь уровня, необходимого для обеспечения желаемого звукового давления на самых дальних местах.

Раньше, если вы хотели использовать один усилитель мощности для этого приложения, два громкоговорителя ближнего поля помещались на один канал усилителя мощности, а регулировка усиления или уровня этого усилителя уменьшалась на -6 дБ. , Одиночный динамик в дальнем поле будет на своем собственном канале, и регулировка уровня этого канала будет широко открыта. Теперь у нас будет ситуация, когда наши структуры усиления будут правильно настроены для компонентов ближнего и дальнего поля массива. Предположим, в этой ситуации мы использовали CS-800X.Когда громкоговоритель дальнего поля получил 200 Вт от усилителя мощности, каждый из громкоговорителей ближнего поля получил бы 50 Вт (-6 дБ равняется 1/4 мощности). Я основываю это упражнение на условии, что каждый из динамиков имеет импеданс в восемь Ом. Двести ватт может быть достаточной мощностью, а может и не хватить в зависимости от комнаты и типа воспроизводимой музыки. Также я был бы обеспокоен тем, что какой-нибудь человек, который не понимал необходимости ограничения уровня покрытия громкоговорителей ближнего поля на -6 дБ, придет и полностью включит канал ближнего поля усилителя мощности.Это полностью изменило бы производительность системы в целом.

Я могу показать вам, как получить от этой системы на +6 дБ больше производительности без дополнительных финансовых вложений, при этом система настроена так, чтобы никто не мог изменить калибровку структуры усиления ближнего и дальнего поля. Секрет этого приложения заключается в том, чтобы работать с CS-800X в режиме моста. Подключите Far Field HDH-244T к двум красным клеммам каждого канала, то есть в нормальном режиме работы моста.Затем вы должны подключить один из HDH-244T ближнего поля через красные и черные клеммы каналов A. Затем второй HDH-244T ближнего поля будет подключен через красный и черный соединительный стержень B-каналов; однако (обратите внимание) у второго HDH-244T ближнего поля, подключенного к выходу канала B, провода динамика перевернуты. Это очень важно, так как канал B не совпадает по фазе с каналом A, поэтому вы не хотите, чтобы второй динамик ближнего поля был не в фазе, поэтому перестановка выводов динамика сохранит правильную полярность.В этом приложении я бы рекомендовал поменять местами провода динамика на самом динамике.

Это помешает кому-либо заметить провода разного цвета на красных и черных банановых столбах каналов A и B, думая, что они «исправляют» чужую ошибку, меняя их. В этом приложении с CS-800X, Far Field HDH-244T автоматически будет иметь усиление на +6 дБ больше, чем громкоговорители Near Field HDH-244T. Когда громкоговоритель дальнего поля получает 800 Вт от усилителя мощности, каждый из громкоговорителей ближнего поля будет получать 200 Вт.В этом приложении я показал вам способ повысить производительность на +6 дБ как в ближнем, так и в дальнем поле без дополнительных вложений в долларах. Как правило, вам пришлось бы в четыре раза увеличить количество громкоговорителей, чтобы повысить производительность системы на +6 дБ.

CS-800X может работать в мостовом режиме при нагрузке 4 Ом. Он может работать в стерео режиме до двух Ом на каждом канале. В приведенном выше приложении мы подключаем один динамик на восемь Ом через две красные клеммы каналов A и B, а затем дополнительный динамик на восемь Ом подключается к каналу A, а другой — к каналу B.Что касается усилителя, то это как если бы к нам подключили нагрузку на четыре Ом в мостовом режиме.

Не пытайтесь сделать это приложение более сложным, чем оно есть. Много раз, когда я объяснял кому-то этот подход, они сразу же пытались выяснить, как использовать еще больше громкоговорителей в одном приложении. В некоторых помещениях, например в аудитории или церкви, где наибольшее расстояние может находиться до левого и правого заднего углов, одни и те же три динамика могут использоваться в другой конфигурации.То есть центральный громкоговоритель поднимается вверх ногами с большим углом вниз, в то время как два внешних громкоговорителя поднимаются вправо вверх с меньшим углом вниз. Центральный динамик теперь покрывает ближнее поле, поэтому для него требуется ослабление -6 дБ, а два внешних динамика теперь воспроизводят в дальнем поле, поэтому им не требуется снижение усиления на -6 дБ. С этим типом массива невозможно использовать описанное выше приложение.

Вот еще одно приложение, которое может работать с усилителями CS-X.Возможно, мы находимся в длинной и узкой комнате, но все же нам все еще нужно покрытие ближнего и дальнего поля без увеличения угла обзора по горизонтали. Мы можем расположить два динамика один над другим и настроить верхний динамик (дальнее поле) в указанном выше приложении режима моста, а затем нижний динамик (ближнее поле) можно подключить через красные и черные банановые штыри каналов A. Это будет работать так же, как и первый массив из трех динамиков, то есть динамик ближнего поля будет иметь правильное снижение усиления (-6 дБ).

Я считаю, что в этой статье мы рассмотрели много вопросов. Если вы досконально разбираетесь в работе усилителя мощности в мостовом режиме, возможно, вы захотите заняться некоторыми из описанных приложений. Если вы все еще не уверены в том, как работает режим моста, я бы посоветовал вам не пробовать вышеуказанные приложения.

После того, как я придумал этот подход несколько месяцев назад, я объяснил свое предложенное приложение Джеку Сондермейеру, директору по аналоговой инженерии Peavey Electronics. Поскольку Джек — инженер, который на самом деле разработал усилители серии Peavey CS-X, я знал, что он сможет обнаружить любые недостатки в моем мышлении относительно этого приложения.После того, как я объяснил этот метод Джеку, он немного рассмеялся, и я сказал: «Нет, не говорите мне, что есть ложка дегтя»? Джек снова засмеялся и сказал, что смеется, потому что это была отличная идея, он не мог поверить, что не подумал об этом.

Руководство по созданию мостовых и стерео усилителей TDA2003

Примечание. Для этого проекта доступны печатные платы стерео и мостовых усилителей.

TDA2003 — недорогой усилитель аудиочипа, который может выдавать действительно приятные звуки. Обычно он используется в автомобильных усилителях звука, но он также отлично работает в качестве усилителя в спальне или в любом другом месте, где вам нужен хороший звук без большого количества энергии.

В этом руководстве я покажу вам, как построить два разных усилителя с помощью TDA2003.Первый — это стереоусилитель, который выдает 7 Вт на канал. Второй — мостовой усилитель , который может выдавать 14 Вт на канал.

Если у вас его еще нет, я рекомендую загрузить и прочитать техническое описание TDA2003. На самом деле есть два разных даташита. Технический паспорт ST Microelectronics является исходным техническим описанием производителя, но в техническом описании Contek есть дополнительные схемы для мостового усилителя:

ST Microelectronics TDA2003 Datasheet

Contek TDA2003 Datasheet

Вот схема распиновки

TDA2003 TDA2003

Усилитель

Этот стереоусилитель будет выдавать около 7 Вт на канал на 2-омные динамики с источником питания 12 В, но можно получить большую мощность при более высоком напряжении источника питания.

БОНУС: Загрузите мой список деталей, чтобы увидеть компоненты, которые я использовал для получения действительно хорошего качества звука от этих усилителей.

Посмотрите короткое видео, в котором я объясняю некоторые принципы проектирования и подключаю его, чтобы вы могли услышать, как это звучит:

Схема стереоусилителя

Эта схема аналогична той, что приведена в таблице данных , но у него есть пара других частей, которые помогают уменьшить шум:

Конденсаторы C15 и C17: уменьшают шум, вызванный радиочастотными помехами.
Резисторы R9 и R10: предотвращают громкое жужжание, когда источник не подключен.

Установка усиления

Усиление левого канала устанавливается резисторами R1 и R2, а усиление правого канала — резисторами R6 и R7. Усиление установлено на 101 В, _или / В _и на обоих каналах, но вы можете изменить его, используя разные значения для R1 и R6. Используйте приведенную ниже формулу, чтобы найти значения сопротивления для желаемого усиления:

Левый канал:

Правый канал:

Коэффициент усиления по напряжению можно рассматривать как коэффициент усиления или во сколько раз увеличивается входной сигнал. усиливается.

Вы можете рассчитать усиление, которое вы получите с конкретным набором резисторов, по следующей формуле:

Левый канал:

Правый канал:

Важно использовать резисторы с низким допуском для R1, R2, R6 , и R7. Если их сопротивление неточно, коэффициент усиления будет разным на каждом канале, и одна сторона будет громче, чем другая. Лучше всего будут резисторы из металлической пленки с допуском 0,1%.

Установка полосы пропускания

Полоса пропускания усилителя определяет, какие частоты усиливаются, а какие игнорируются.TDA2003 имеет на выходе резистивно-конденсаторный (RC) фильтр нижних частот, который отфильтровывает все частоты выше определенной частоты среза (F _c) . Все частоты ниже частоты среза передаются на динамики.

Фильтр нижних частот образован C6 и R4 в левом канале и C11 и R5 в правом канале. Вы можете рассчитать частоту среза с помощью следующего уравнения:

Например, этот усилитель имеет C6 и C11 на 39 нФ; и R4 и R5 на 39 Ом.Частота среза:

Таким образом, все частоты выше 104,6 кГц отфильтровываются, а частоты ниже 104 кГц выводятся на динамики. Если вы хотите поэкспериментировать с более высокими или более низкими частотами среза, приведенное выше уравнение можно изменить, чтобы найти номинал резистора или конденсатора в зависимости от желаемой частоты среза.

Конденсаторы развязки источника питания

Конденсаторы C7 и C3 в левом канале и C9 и C10 в правом канале являются конденсаторами развязки источника питания.Они обеспечивают быструю и длительную подачу тока на микросхему в периоды высокой выходной мощности, а также фильтруют электромагнитные помехи в источнике питания. Вы можете использовать другие значения, отличные от показанных на схеме, но каждая микросхема должна иметь по крайней мере один конденсатор малой емкости от 1 мкФ до 100 нФ и один конденсатор большей емкости емкостью более 47 мкФ.

Низкочастотный отклик

TDA2003 имеет отличную высокочастотную характеристику, но на вкус некоторые люди могут быть немного слабыми.Один из способов улучшить басы — увеличить размер выходных конденсаторов (C4 и C12). Вы можете увеличить до 2000 мкФ или 4700 мкФ и даже выше, если позволяет место.

Еще один способ улучшить звучание низких частот — увеличить размер развязывающих конденсаторов блока питания C7 и C10 большего размера. Эти конденсаторы действуют как резервуар энергии в периоды повышенной выходной мощности низких частот, поэтому большие значения позволят усилителю лучше обрабатывать тяжелые басы.

Схема печатной платы

Ниже я объясню некоторые концепции, которые вошли в конструкцию печатной платы, которую я использовал для своего стерео усилителя TDA2003.

Печатная плата была разработана с помощью онлайн-инструмента редактирования печатных плат EasyEDA. EasyEDA — это бесплатное программное обеспечение / услуга по изготовлению схем и плат для проектирования печатных плат, которая предлагает отличные цены на изготовление печатных плат на заказ. Щелкните изображение ниже, чтобы отредактировать компоновку, посадочные места компонентов и заказать печатные платы:

Примечание. Метки компонентов на плате соответствуют меткам на схеме выше.

Заказ печатной платы

Чтобы заказать печатную плату в EasyEDA, нажмите кнопку «Производственный вывод» в окне редактора плат.Это перенесет вас на страницу, где вы можете настроить такие параметры, как толщина печатной платы и меди, цвет и установить количество:

Я заказал 5 печатных плат за 17,10 долларов США, и они прибыли примерно через 10 дней. Качество отличное. Все следы нанесены точно, а печать очень четкая. Вот печатная плата после изготовления:

Советы по проектированию печатной платы

Разделительные конденсаторы источника питания размещаются вплотную к контакту напряжения питания TDA2003 (контакт 5).Это сделано для уменьшения длины дорожек, соединяющих конденсаторы с микросхемой. Более длинные дорожки имеют более паразитной индуктивности , которая препятствует прохождению тока.

Паразитная индуктивность также может вызвать колебания усилителя, когда конденсатор подключен к длинной дорожке. Колебания вызывают шум на выходе усилителя и могут вызвать его перегрев. Вы можете избежать этого, держа компоненты близко к микросхеме и используя короткие дорожки.

TDA2003 может быть немного сложнее с заземлением.Плохо спроектированные схемы заземления — частый источник шума и гула. Чтобы свести шум к минимуму, заземление сильноточного источника питания и выхода должно быть отделено от земли входа и контура обратной связи. Это может быть выполнено с помощью заземления звезды . Я использовал звездное заземление с заземляющей пластиной на нижнем слое печатной платы. В схеме заземления по схеме «звезда» каждое соединение с заземлением имеет отдельный путь к центральной точке заземления. На этой печатной плате клемма, по которой к печатной плате подключается отрицательный источник постоянного тока, служит центральной точкой заземления.

Плоскости заземления помогают уменьшить шум, поскольку они защищают цепь от радиочастот. Они также уменьшают площадь контура цепи, что предотвращает передачу и получение электромагнитных полей на трассах.

Дополнительные советы по проектированию печатных плат можно найти в нашей статье «Как сделать индивидуальную печатную плату».

Вот компоненты стерео усилителя TDA2003 и печатная плата перед пайкой:

Вот усилитель после пайки компонентов:

TDA2003 Bridged Amplifier

В мостовой конфигурации два чипа усилителя питают один динамик.Выход одной микросхемы управляет положительным проводом динамика, а другой — отрицательным. Выходной сигнал одной микросхемы сдвинут по фазе на 180 ° с другой микросхемой, поэтому, когда выходное напряжение одной микросхемы является положительным, выходное напряжение другой микросхемы является отрицательным. Это приводит к удвоению выходного напряжения и удвоению выходной мощности в динамик с удвоенным импедансом. Например, в стереоусилителе выше мы получили 7 Вт на канал с источником питания 12 В и динамиками 2 Ом.В мостовом режиме мы получим 14 Вт на динамик 4 Ом с тем же источником питания.

Посмотрите видео для краткого объяснения сборки и послушайте, как звучит готовый усилитель:

Схема мостового усилителя

Установка усиления

Набор резисторов R2 и R5 коэффициент усиления усилителя. Используя ту же формулу, которую мы использовали для расчета усиления стереоусилителя, получим усиление этого усилителя:

. Вы можете увеличить или уменьшить усиление, изменив значение R2, но я обнаружил, что 13.5 V _o / V _i — хорошая настройка усиления для прослушивания в спальне.

Установка полосы пропускания

Подобно стереоусилителю, мостовой усилитель имеет RC-фильтр нижних частот на выходе. R6 и C6 образуют фильтр. Частота среза рассчитывается таким же образом:

С R6 на 10 Ом и C6 на 100 нФ, частота среза этого фильтра составляет:

Таким образом, все частоты ниже 159 кГц будут передаваться на динамик.

Схема печатной платы

Вот схема схемы платы усилителя с мостовым подключением для одного канала. Для мостового стереоусилителя вам просто нужно построить отдельную печатную плату для каждого канала:

Метки компонентов на печатной плате соответствуют меткам на схеме выше.

Щелкните изображение выше, чтобы отредактировать компоновку, изменить посадочные места компонентов и заказать печатные платы.

Вот печатная плата, которую я заказал для мостового усилителя:

Это компоненты усилителя и печатная плата перед пайкой:

Вот усилитель после сборки:

Выбор компонентов

Компоненты, которые вы используете в вашем усилителе будет иметь большое влияние на качество звука.Информация, представленная ниже, должна помочь вам получить наилучший звук без больших затрат.

Резисторы

Металлопленочные резисторы — лучший выбор для аудио. Они менее шумны, чем стандартные углеродные резисторы, и доступны с более жесткими допусками. Более качественные резисторы будут иметь меньший допуск и более низкие температурные коэффициенты. Более дорогие резисторы звукового качества, такие как Vishay-Dale PTF или серии Welwyn RC, великолепны, но вы, вероятно, не заметите большой разницы с более дешевыми металлическими пленками от TE Connectivity или KOA Speer.

Конденсаторы

Конденсаторы могут быть очень дорогими, если вы выбираете высококачественные аудиофильские бренды. Тем не менее, вы все равно можете получить отличный звук от менее дорогих. Для конденсаторов малой емкости менее 1 нФ лучше всего подойдет полистирол. Для значений от 1 нФ до 4 мкФ лучше всего подходят полипропиленовые пленочные конденсаторы. Полипропиленовые конденсаторы Wima MKP хороши (и дешевы) для разделительных конденсаторов 100 нФ. Для конденсаторов большей емкости электролитические соединения являются единственным вариантом.Серия Panasonic FC — это отличное соотношение цены и качества, но на шаг впереди них стоят более дорогие конденсаторы серии Nichicon KZ или Elna Silmic II.

Источник питания

TDA2003 требует не менее 8 В постоянного тока и может выдерживать до 18 В постоянного тока с одним источником питания. Чем выше напряжение, тем выше выходная мощность. На рисунке 3 в таблице данных показаны кривые зависимости выходной мощности от напряжения питания для данного импеданса динамика:

Я использовал розетку на 12 В, 400 мА, которую я выбросил из старой электробритвы, и она отлично работает:

С этим источником питания стереоусилитель TDA2003 будет выдавать около 7 Вт на динамики 2 Ом, а мостовой усилитель будет выдавать около 14 Вт на динамики 4 Ом.

Радиатор

Каждую микросхему TDA2003 необходимо прикрепить к радиатору для отвода выделяемого тепла. Без радиатора чип очень быстро нагревается и выходит из строя. Алюминиевый радиатор размером 150 x 60 x 25 мм подойдет для двух микросхем.

Металлический язычок на задней панели TDA2003 подключен к контакту заземления (контакт 3). Если вы подключаете две микросхемы к одному радиатору, лучше всего изолировать их электрически с помощью изолирующей шайбы и прокладки, чтобы предотвратить гудение.Для наилучшего отвода тепла используйте термопасту на задней части микросхемы, изолирующей прокладке и радиаторе.

Для стереоусилителя я использовал радиатор процессора, спасенный от старого настольного компьютера Dell, который я нашел в комиссионном магазине:

Это мостовой усилитель, подключенный к другому радиатору, спасенному с того же компьютера:

Совет Pro: в старых настольных компьютерах есть много полезных компонентов, которые можно использовать в сборке усилителя, что сэкономит вам деньги.На одном рабочем столе может быть до четырех радиаторов, изолирующие шайбы, пара вентиляторов, разъем IEC и шнур питания, а также множество креплений.

Шасси

Установка готового усилителя в корпус или шасси — хороший способ сделать его более удобным для пользователя, а также он будет выглядеть намного лучше. Вы можете использовать коробку любого типа в зависимости от того, что вы можете найти, но предпочтительны металлические корпуса, поскольку они обеспечивают защиту от помех, вызываемых флуоресцентными лампами, радио и сотовыми телефонами.

Мой любимый источник корпусов — Hi-Fi 2000. У них есть несколько очень доступных и красивых корпусов, которые подходят для стерео и мостового усилителя, например, их экономичная модель 180 x 150 мм:

Для более презентабельного корпуса , их шасси 124 x 170 Galaxy также подходят к любому усилителю:

Как они звучат?

Оба усилителя звучат великолепно. Средние частоты очень детализированы, а высокие совсем не резкие.Басам не хватает мощности, но в целом звук очень хорошо сбалансирован. Стереоусилитель звучит немного чище, чем мостовой усилитель, но мостовой усилитель имеет заметно большую мощность. Однако мощности обоих усилителей более чем достаточно для прослушивания музыки в спальне. Это отличный проект, если вы никогда раньше не строили усилитель.

Если вы хотите что-то с немного большей мощностью, чем эти усилители, ознакомьтесь с нашим руководством «Как спроектировать и построить усилитель с TDA2050», где мы построили стереоусилитель TDA2050 мощностью 25 Вт.

Если вы ищете звук аудиофильского качества, у нас также есть руководство по сборке усилителя Hi-Fi LM3886 мощностью 40 Вт. Эти усилители немного сложнее, чем TDA2003, поэтому, если это ваш первый проект усилителя с микросхемой, я определенно рекомендую начать с TDA2003.

Что ж, спасибо за чтение и надеюсь, что вы что-то поняли из этой статьи. Если возникнут вопросы, обязательно дайте нам знать в комментариях…

Что такое мостовое подключение усилителя

Как работает мостовое соединение усилителей

Преимущества мостового подключения усилителя

Как подключить усилитель мостом

Особенности мостового подключения 4-канального усилителя

На что обратить внимание при мостовом подключении

Подключение сабвуфера к усилителю мостом

Мостовое vs обычное подключение: что выбрать

Мостовое подключение усилителей ⋆ Doctor BASS

Подключение усилителя мостом

Мостовое подключение двух каналов

Как подключить два усилителя мостом

Master/Slave

Подключение акустических проводов

Важные моменты

Как правильно подключить усилитель мостом? ― 130.com.ua

Особенности мостового подключения автомобильных усилителей

Подключение мостом 2-канального усилителя

Подключение мостом 4-канального усилителя

Соединение двух отдельных усилителей в мост

Важные моменты, которые следует учитывать при мостовом подключении

Материалы по теме:

Мостовой усилитель / Аудиотехника / Сообщество EasyElectronics.ru

Мостовые усилители для приложений с однополярным источником питания

Вспомогательная информация

Почему однополярный источник питания?

Мостовой усилитель

Версия с однополярным источником питания

Больше напряжения → больше мощности

Не требуется конденсатор связи

Заключение

Теги

схема подключения мостом, как подключить колонки к 2х канальному усилителю, четырехканальный к двухканальной магнитоле, настройка 4 пар динамиков с выходами

Схема подключения

4 колонки и 4 канальный усилитель

4 колонки и 2 канальный усилитель

2 колонки и 4 канальный усилитель

Инструкции по настройке

Настройка усилителя для четырех динамиков без сабвуфера

Настройка усилителя под сабвуфер и динамики

Супра, сабвуфер, сколько колонок можно, схема двухканального, магнитоле, 1

Что нужно

Прокладка проводов в салоне

Питание усилителя

Организация заземления

Подключение к магнитоле

Как подключить сабвуфер

Сколько колонок можно подключить и как это сделать

Мостовые усилители

Усилители мощности в мостовом режиме

Руководство по созданию мостовых и стерео усилителей TDA2003

Примечание. Для этого проекта доступны печатные платы стерео и мостовых усилителей.

Схема стереоусилителя

Установка усиления

Установка полосы пропускания

Конденсаторы развязки источника питания

Низкочастотный отклик

Схема печатной платы

Заказ печатной платы

Советы по проектированию печатной платы

TDA2003 Bridged Amplifier

Схема мостового усилителя

Установка усиления

Установка полосы пропускания

Схема печатной платы

Выбор компонентов

Резисторы

Конденсаторы

Источник питания

Радиатор

Шасси

Как они звучат?

Похожие записи

Масштабирующий усилитель: принцип работы, типы схем и применение

Ba5406 усилитель. BA5406: Мощный двухканальный аудиоусилитель для качественного стереозвучания

Собрать усилитель из китайских плат: Подборка проверенных плат с хорошим звуком для сборки своего усилителя мощности / Подборки товаров с Aliexpress и не только / iXBT Live

Добавить комментарий Отменить ответ